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1、第二章挤压基本原理第四节挤压件的常见缺陷冷挤压时往往由于变形工序设计不妥,会使坯料在挤压成形过程中产生各种缺陷。因此,只有预先了解这些缺陷的成因,才能在设计变形工序时,采取有效的解决办法来确保生产出合格的挤压件。一、表面折叠 多余的表皮金属被压入坯料表层所形成的缺陷,称为表面折叠。例如在正挤压中,挤压头部较粗大的杆形件,需要采用两道成形工序。如果在第一道正挤压中工件的头部与杆部连接处圆弧太大或相应锥角太小,则在第二道成形工序中因凹模的圆角半径较小,便有可能使坯料过渡区部分的材料被压入端部的底平面上,而形成如图2-11a所
2、示的折叠。又如,反挤压时凹摸底部设有较大的圆角半径,而坯料底部为直角过渡,在挤压过程中就会产生折叠,它的形成过程见图2-11b、C。如果挤压变形继续进行,这种折叠还会被移到工件的侧面。二、二、表面折缝在变形过程中,多余的表皮金属受阻而在其边界处积聚,随着变形的继续进行深入到材料内部所形成的一种缺陷，正称为表面折缝。当正挤压出现死角区时,如图2-12a所示的D区,坯料后半部分的表皮金属向凹模出口方向滑动受到死角区金属的阻碍,多余的表皮金属被积聚在死角区入口处。随后,多余的表皮金属沿滑移面被拉入金属内部,并随金属的流动一起向
3、前延伸,从而形成折缝。有时,挤压件从凹模中取出后,死角区金属很快脱落,就是这种缺陷所致。同理,反挤压与复合挤压时,也会因其变形的死角区金属阻止表皮金属滑动而产生折缝。图2-12b为反挤时底部死角区的剥落,图c为复合挤压的横向折缝。a)b)c)图2-12挤压表面折缝a)正挤压时的表面折缝b)反挤压时的死角区剥落c)复合挤压时的横向折缝三、缩孔缩孔是指变形过程中变形体一些部位上产生较大的空洞或凹坑的缺陷。当正挤压进行到待变形区厚度较小、甚至只有变形区而无待变形区厚度时,会产生图2-13a所示的缩孔。若变形程度较大,润滑条件、
4、凹模入口又不利,则中心层的金属流动快,外层流动落后于中心层,产生浅缩孔；若外层金属根本不向下移动,反而向上移动,便产生很深的缩孔。筒形件反挤压进行到待变形区厚度较小,甚至当坯料底厚小于壁厚时仍继续反挤,则会因材料不足以形成较厚的壁部而产生如图2-13b所示的角部缩孔缺陷。四、裂纹挤压裂纹分表面裂纹和内部裂纹。图2-14a、b表示的是,当模具的圆角半径过小,会产生较大的应力集中,可能发生角裂。减径挤压时,由于断面减缩率较小,此时中心层金属的流动反而慢于表层金属,中心层产生附加拉应力,可能会产生图2·14c所示的内部裂纹。杆
5、-杆复合挤压时,如果中间部分的厚度小于杆径,则会产生图2-14d所示的内部裂纹。也可视这种裂纹为缩孔。其预防的措施是在模具出口处做成锥角或较大圆角。由于摩擦的影响而导致附加应力和残余应力,当它们的值超过挤压材料的许可值时,就可能会产生环形鱼鳞状裂纹。而由于冷挤压模具的形状和尺寸不够合理,比如正挤压凹模的工作带部分不均匀会导致工件弯曲,见图2-10。图2-14c所示的减径挤压裂纹,事实上也是因为由于变形程度小,心部材料未达到塑性状态,其流动速度慢于外部材料的流动速度,导致心部受附加拉应力而造成的。
